抗體(antibody,AB),是指機體的免疫系統在抗原(antigen)刺激下,由B淋巴細胞或記憶細胞增殖分化成的漿細胞所產生的、可與相應抗原發生特異性結合的免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。主要分佈在血清中,也分佈於組織液及外分泌液中。
1964年,世界衛生組織舉行專門會議,將具有抗體活性以及與抗體相關的球蛋白統稱為免疫球蛋白,如骨髓瘤蛋白、巨球蛋白血症、冷球蛋白血症等患者血清中存在的異常免疫球蛋白以及正常人天然存在的免疫球蛋白亞單位等。因而免疫球蛋白是結構化學的概念,而抗體是生物學功能的概念。可以說,幾乎所有抗體都是免疫球蛋白(極少數抗體為RNA),但並非所有免疫球蛋白都是抗體。
按理化性質和生物學功能,免疫球蛋白可分為IgM、IgG、IgA、IgE、IgD五類;按照用途,可分為醫用(注射)抗體和研究(實驗室)抗體兩類。
在生產廠家(或公司)的產品目錄以及網站上,很容易找到所需要的抗體種類。但實際上,廠家生產的產品一般都是代碼;而且在產品說明書(Instructon,Direction或Description)或規格書(即參數資料,Datasheet)上,還有大量參數和信息。這些都是正確使用抗體產品非常重要的信息,萬萬不可忽視。
1,單克隆抗體和多克隆抗體
單克隆抗體(monoclonal antibody,McAb)有3種概念:(1)高度均質性的特異性抗體,由一個識別單一抗原表位的B細胞克隆所分泌。一般來自雜交瘤細胞。(2)只識別一種表位(抗原決定簇)的抗體,來自單個B淋巴細胞的克隆或一個雜交瘤細胞的克隆。(3) 由單一雜交瘤細胞克隆分泌的只能識別一種表位(抗原決定簇)的高純度抗體。
多克隆抗體(polyclonal antibody,PcAb)也有3種概念:(1)由多個B細胞克隆所產生的抗體,可與不同抗原表位結合且免疫球蛋白類別各異。(2)對特定抗原所產生的一組免疫球蛋白混合物,每種免疫球蛋白能識別抗原分子上的一個表位。(3)多種抗原表位刺激機體免疫系統后,機體產生的針對不同抗原表位的混合抗體。
實際上,自從1890年以血清形式首次給葯開始,人們相繼開發了單克隆抗體、片段抗體、域抗體、多克隆抗體以及重組抗體。
2,產品代碼
產品代碼(Catalog Number),也叫商品目錄編號/訂購號/商品編碼(Order Number),是正式產品名稱後面的代碼,也是查詢或購買某產品的索引代碼。
舉例:抗體c-Myb (H-141),代碼sc-7874。這裡,代碼中的sc是公司或生產廠家的名稱縮寫:Santa Cruz Biotechnology.Inc。c-Myb是一種功能蛋白質的英文名稱,在抗體產品中就表示該蛋白質的抗體,有些廠家也寫成Anti-c-Myb(Anti-是英文「抗」的詞綴),或者Anti-c-Myb Antibody。(H-141)是一個產品標識,表示該產品(蛋白質片段)不是對抗原(蛋白質)全序列的抗體,而是部分片段,也就是說該產品僅僅對抗原的部分序列具有抗體作用或功能。而具體的英文字母和數字,只是生產廠家的開發代號,與病人、研究者或顧客沒有任何關係。有些情況下,H=human,M=mouse,C=C-terminal(C末端),N=N-terminal(N末端),或者使用某個位點的氨基酸(比如Ser2152)做標識等等,可能是對的,但多數情況不是這樣。
此外,不同廠家使用的代碼是不同的,比如:抗體C4 (ab8786),代碼ab8786,ab就是abcam公司(源自 antibody (ab) and Cambridge (cam))的縮寫。又如:抗體Anti-CHAK1 (N-term) ,代碼SAB1300442,S就是Sigma-Aldrich Co公司的縮寫。再如:抗體C4 (CL7504AP),CL就是CEDARLANE LABORATORY LIMITED公司的縮寫。不過,大多數產品的代碼還是一連串的數字,僅有訂貨與搜索意義。
3,動物源
通過胎盤、初乳或卵化母體所獲得的抗體稱為母源抗體。但在商業生產或研究中,抗體的獲得,通常是來源於實驗動物由於接受抗原物質(如細菌或其毒素、病毒等)刺激后,由漿細胞合成和分泌的免疫球蛋白。在抗體名稱、說明書或規格書中,通常會使用:goat monoclonal IgG或rabbit polyclonal IgG等。這裡提到的goat或rabbit,就是表示改種抗體的動物源(或者宿主host),或者說該抗體是從這種動物中提取純化而來。目前研究領域使用較多的就是4種動物:goat,rabbit,mouse和rat。在二抗反應中使用的抗體,還有很多其它的動物源。
當然,現在很多抗體也可以由微生物來生產。重組抗體技術使製備人源化抗體和人源抗體成為可能,而這是其它常規的多克隆或單克隆抗體製備方法所不可能做到的。
4,特異性
抗體的特異性較強,但這個特異性與單克隆抗體和多克隆抗體沒有關係,而是與抗體蛋白質序列的特異性有關。一般來講,在抗體的說明書或規格書中,會說明該產品的適用對象,比如mouse,rat和(或)human等等,這就是抗體反應的特異性(reactivity)。有的抗體僅僅對某一種動物或人類,而有的這可以對人類、老鼠、大鼠等多種動物。這種特異性,如果是用於藥物注射,則直接關係到被注射生命體的生命安全;如果是用於實驗研究,則關係到是否可以得到最終的實驗結果。
5,使用計量或濃度
對於不同的抗體抗原反應,使用的劑量或濃度可能是不一樣的,因為抗原濃度可能不同,還因為反應體系或環境不同,靈敏度也不同。在抗體的說明書或規格書中,大多數都會有說明。比如:
WB(Western Blotting):起始稀釋度1:200,稀釋範圍1:100-1:1000;
IP(immunoprecipitation):1-2 ug / 100-500 ug總蛋白;
ELISA:起始稀釋度1:3,稀釋範圍1:30-1:3000。
此外,還有一些其它的抗體抗原反應,比如:IF(immunofluorescence),ICC(immuncytochemistry),IHC(immunohistochemistry)。其中,IHC有兩種:IHC-Fr(immunohistochemistry,frozen section),IHC-P(immunohistochemistry,paraffin-embedded section)。
6,分子量
在抗體的說明書或規格書中,會說明該產品的最終反應顯示的蛋白質分子量(Molecular Weight), 比如c-Myb(75 kDa),主要是在WB(Western Blotting)中要用到。但要說明的是:這個數值不一定是準確的,只是一個大概值,因為使用的電泳儀、轉移槽、電泳條件、分子量標準(marker或ladder)、掃描儀、計算方法等等,都會產生誤差。
8,存儲溫度
在產品的外包裝上,一般會標明4°C(不可冷凍DO NOT FREEZE),或者-20°C。對於-20°C保存的抗體,建議首先點速離心,再將原裝抗體分裝成20 uL至50 uL的多個小管,裝入一個盒子里,寫上標籤和時間;使用時,一次只拿一隻管,避免因反覆凍融而降低抗體活性。
9,二抗抗體
(1)在抗體抗原反應中,第一次抗體與抗原的反應中使用的抗體,稱為一抗;第二次抗體與第一次抗體抗原混合體的反應中使用的抗體,稱為二抗。一抗對抗原具有專一性;二抗對一抗具有專一性。
(2)在WB(Western Blotting)抗體抗原反應中,為了使用ECL(一種二抗結合化學熒光試劑)顯色目的抗原蛋白質帶,二抗抗體的生產廠家,通常使用一種叫「辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)」的化合物來標記抗體,HRP可以與ECL專一性結合而發光。所以,在購買二抗時,需要看清楚是否HRP的軛合物(conjugated)。
(3)二抗抗體的標記類型有很多種,除了辣根過氧化物酶(HRP)標記抗體用於WB(Western Blotting),還有:生物素(Biotin)標記抗體,膠體金(CO-AO)標記抗體,鹼性磷酸酶標記抗體(AP),熒光素(FITC)標記抗體,羅丹明(RBITC,TRITC)標記抗體,熒光素(Cy3)標記抗體,熒光素(Cy5)標記抗體,熒光素(Cy5.5)標記抗體,熒光素(Cy7)標記抗體,熒光素PE(Phycoerythrin)標記抗體,藍色熒光色APC(Allophycocyanin)標記抗體,熒光素PE-Cy3標記抗體,熒光素PE-CY5標記抗體,Alexa Fluor 350 藍色熒游標記抗體,Alexa Fluor 488 綠色熒游標記抗體,Alexa Fluor 555 紅色熒游標記抗體以及Alexa Fluor 647 遠紅外熒游標記抗體等等。最後幾種抗體,一般用於細胞結構和亞細胞結構的彩色顯色。
(4)二抗動物源:goat anti-mouse(二抗羊,一抗小鼠),donkey anti-goat(二抗猴,一抗羊),goat anti-rat(二抗羊,一抗大鼠),goat anti-rabbit(二抗羊,一抗兔)。
舉例:Goat Anti-human IgA/Biotin(生物素化羊抗人IgA),生物素標記的二抗為羊、一抗為人體的抗體IgA(二抗抗體)。
10,有效期
抗體的有效性,就是抗體的活性。如果抗體失活,在抗體-抗原反應中,就不會顯示結果;如果抗體活性減弱,結果就會不明顯,或不特異。但在產品的說明書或規格書中,一般都會標明有效期(注射用藥尤其明顯,而且很重要)。一般而言,4°C保存的抗體,有效期在2周至6個月;-20°C保存的抗體,有效期在6個月至1年,有些甚至可以達到2年以上;-70°C保存的抗體,有效期可能更長。一抗抗體的有效期一般較長,1年至幾年;但要因具體的抗體特異性不同而不同,還因具體廠家不同而不同。
根據筆者經驗,對於大多數研究用二抗抗體,4°C保存的,3個月以內就是最佳有效期,超過3個月的抗體,最好不用。有些二抗抗體,使用比較頻繁,知道該抗體的性能,可以使用1年左右。比如,抗體goat anti-mouse,-20°C保存的可以使用1-2年,4°C保存的可以使用1-2個月;又如抗體donkey anti-goat,-20°C保存的只能使用3個月,4°C保存的可以使用1-2周。
11,WB(Western Blotting)抗體
這類抗體,因為要與二抗結合,再與ECL結合顯色,這樣一來,顯示就關係到一抗、二抗以及ECL三者的活性。如果其中之一的活性喪失或減弱,都會影響結果。如何提高WB(Western Blotting)抗體的活性、提高抗體反應的靈敏度、有效利用抗體資源,筆者另有心得文章。